Собственном сопротивлении

Для изготовления полупроводниковых ИМС применяют монокристаллический сверхчистый кремний. Плотность размещения атомов в кристаллической решетке кремния 5 • 10281/м3. Ширина запрещенной зоны 1,12 эВ. В беспримесном (собственном) полупроводнике общее число свободных электронов п равно числу дырок р:

Проведенный анализ показывает, что уровень Ферми расположен ниже уровней зоны проводимости и выше уровней валентной зоны. В собственном полупроводнике уровень Ферми располагается около середины запрещенной зоны. В электронных полупроводниках уровень^ерми смещается в сторону зоны проводимости, а в дырочных—в сторону валентной зоны. При увеличении концентрации основных носителей заряда смещение уровня Ферми увеличивается.

Концентрации свободных электронов и дырок в собственном полупроводнике равны: n-i = pt. Добавление примесей в собственный полупроводник сопровождается увеличением концентрации одного типа носителей при одновременном уменьшении концентрации другого типа носителей. Этот процесс описывается соотношением пр — nl = р*, т. е. произведение концентрации дырок на концентрацию электронов в данном полупроводнике при данной температуре является постоянной величиной, которая не зависит от величины и типа примеси.

4.2 видно, что в точке х — О концентрации электронов и дырок равны, т. е. п = р. В этой точке концентрация носителей будет минимальной и равной концентрации гаг в собственном полупроводнике. В области идеального р — «-перехода выполняются условия п = р = nt; Nd — Na, т. е. количество дырок равно, поэтому суммарная плотность объемного заряда будет равна нулю:

Таким образом, за счет термогенерации в собственном полупроводнике, который принято обозначать буквой i, образуются два типа подвижных носителей заряда: свободные элктроны п и дырки р, причем их количество одинаково (п^=р:). Эти носители заряда называют собственными, а электропроводность, ими обусловленную,— собственной электропроводностью. В полупроводниковой электронике используется не только собственная, но и примесная электропроводность, имеющая место в примесных полупроводниках.

станавливается, когда при данной температуре произведение концентраций носителей заряда в примесном полупроводнике становится равным аналогичному произведению в собственном полупроводнике, т.е.

На границе раздела слоев концентрация электронов и дырок невелика и равна их концентрации в собственном полупроводнике: п= р=п- ( 1.2,в). По мере удаления от границы концентрация основных носителей заряда плавно увеличивается и достигает значений пп и р вне областей объемного заряда.

Беспримесный, химически чистый полупроводник называется собственным. При температуре Т = О К в собственном полупроводнике нет свободных носителей заряда, его электрическая проводимость а = 0.

Из 1.5, а видно, что в собственном полупроводнике— кремнии четыре валентных электрона его атома находятся в связи с четырьмя валентными электронами соседних атомов кремния, образуя устойчивую восьмиэлектронную оболочку. При ее нарушении одновременно образуются свободный электрон и дырка ( 1.5, а), что соответствует переходу электрона из валентной зоны в свободную ( 1.5,6).

В собственном полупроводнике энергетический уровень Ферми SF располагается примерно посередине запрещенной зоны:

Из (1.16) следует, что это произведение постоянно для данной температуры и не зависит от характера и количества примесей, содержащихся в полупроводнике. Концентрация носителей заряда в собственном полупроводнике.

Следовательно, мощность Рп, отдаваемая во вторичный преобразователь, зависит от мощности Як.3> развиваемой первичным преобразователем в режиме короткого замыкания (которая расходуется лишь на собственном сопротивлении), и от соотношения между сопротивлениями Z22 и ZH. Для нахождения условия максимальной эффективности

фазу, а в схемах без нулевого провода — в линию. 28. Посмотрите консультацию № 128. 29. Количество потребляемой мостом энергии почти не зависит от тока в измерительной диагонали. 30. Неверно. 31. Точность измерений зависит от условий эксперимента, но характеризуется определенной величиной. 32. Правильно. Цифра выражает напряжение в киловольтах, при котором испытана изоляция прибора. 33. Вращающий момент пропорционален току через рамку. 34. Правильно, вращающий момент создается в результате взаимодействия проводников, по которым проходит ток. 35. Цифровой прибор легко сопрягается с ЭВМ. 36. Учтите, что часть напряжения падает на собственном сопротивлении вольтметра. 37. Правильно. Индуктивное сопротивление обмотки напряжения значительно больше ее активного сопротивления, а индуктивное сопротивление токовой обмотки того же порядка, что и ее активное сопротивление. 38. Градуировка прибора не может осуществляться при закороченных зажимах. 39. Правильно. На экране осциллографа можно наблюдать только периодический процесс. Для наблюдения непериодического процесса экран должен обладать послесвечением. 40. Столько основных единиц необходимо для электротехнических, термодинамических и светотехнических измерений.

Заметим еще, что при определении входного и взаимного сопротивлений можно исходить не из э. д. с. в контуре или в ветви, а из напряжения между двумя точками контура или ветви, например напрякения на входных или выходных зажимах в какой-нибудь части депи. При этом, естественно, в собственном сопротивлении этого контура необходимо учесть только сопротивления участков контура между этими зажимами, входящих в рассматриваемую цепь.

совпадающим с выбранным положительным направлением контурного тока; поэтому при составлении уравнения по второму закону Кирхгофа падение напряжения от данного контурного тока в собственном сопротивлении контура берется со знаком плюс. Падение напряжения от тока смежного контура в общем сопротивлении берется со знаком минус, если контурные токи в этом сопротивлении направлены встречно, как это, например, имеет место в схеме 7-4, где направление обоих контурных токов выбрано по. ходу часовой стрелки.

Положительные направления контурных токов задаются произвольно. Направление обхода каждого контура принимается обычно совпадающим с выбранным положительным направлением контурного тока; поэтому при составлении уравнения по второму закону Кирхгофа падение напряжения от данного контурного тока в собственном сопротивлении контура берется со знаком плюс. Падение напряжения от тока смежного контура в общем сопротивлении берется со знаком минус, если контурные токи в этом сопротивлении направлены встречно, как это, например, имеет место в схеме 7-4, где направление обоих контурных токов выбрано по ходу часовой стрелки.

Составляя уравнения по второму закону Кирхгофа для контурных токов, принято сумму сопротивлений, входящих в контур, называть собственным сопротивлением контура, а сопротивление, принадлежащее одновременно двум или нескольким контурам,— общим сопротивлением контуров. Направление контурного тока в независимом контуре выбирают произвольно. Обычно направление обхода контура принимают совпадающим с положительным направлением контурного тока, поэтому падение напряж ия при прохождении контурного тока в собственном сопротивлении контура оказывается положительным. Падение напряжения при прохождении тока смежного контура в общем сопротивлении будет положительным, если направление контурного тока в смежном контуре совпадает с направлением обхода, и отрицательным, если направление контурного тока в смежном контуре не совпадает с направлением обхода. Значение э. д. с. берется со знаком плюс, если направление обхода контура совпадает с положительным направлением э. д. с., и со знаком минус - если не совпадает.

* Предполагается, что падение напряжения на собственном сопротивлении обмотки В составляет примерно 20%.

ся геометрической суммой м. д. с. ротора и обмотки статора Г, что скажется на значении э.д.с. Ег. Кроме того, само выходное напряжение UT будет определяться геометрической разностью' э. д. с. Е? и падения напряжения на собственном сопротивлении обмотки Zr. с\

* Предполагается, что падение напряжения на собственном сопротивлении обмотки В составляет примерно 20%.

Заметим еще, что при определении входного и взаимного сопротивлений можно исходить не из ЭДС в контуре или в ветви, а из напряжения между двумя точками контура или ветви, например напряжения на входных или выходных зажимах в какой-нибудь части цепи. При этом, естественно, в собственном сопротивлении этого контура необходимо учесть только сопротивления участков контура между этими зажимами, входящих в рассматриваемую цепь.